(57)【要約】【課題】  油分等の有機性化合物による汚染土壌調査を簡易に行う。【解決手段】  土壌表層部における炭酸ガス濃度を測定し、その測定値に基づいて油分等の有機性化合物による汚染状況を推定する。調査対象領域の各地点において土壌表層部に吸入管を差し込み、吸入管を通して土壌表層部から土壌ガスを採取してその炭酸ガス濃度を測定し、各地点における土壌表層部の炭酸ガス濃度分布を解析することにより、汚染源の位置や汚染の程度、範囲といった汚染状況を推定する。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油分等の有機性化合物により汚染された土壌を調査するための方法であって、土壌表層部における炭酸ガス濃度を測定し、その測定値に基づいて汚染状況を推定することを特徴とする汚染土壌の調査方法。
【請求項２】
調査対象領域の各地点において土壌表層部に吸入管を差し込み、吸入管を通して土壌表層部から土壌ガスを採取してその炭酸ガス濃度を測定し、各地点における土壌表層部の炭酸ガス濃度分布を解析することにより、調査対象領域における汚染状況を推定することを特徴とする請求項１記載の汚染土壌の調査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油分等の有機性化合物による汚染土壌を土壌の炭酸ガスを測定することで簡易に調査するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、原油や重油、ガソリン等の油分による土壌汚染が大きな社会問題になっているが、その汚染状況を調査するための有効適切な手法は確立されていない。現状では、調査対象領域内の各地点、各深度からボーリングによって土壌試料を採取して油分濃度を測定し、それにより汚染源の位置や汚染の程度、範囲を調査することが一般的である。土壌試料からの油分の濃度測定は溶媒抽出法等による化学的分析手法によることが一般的であるが、たとえば特許文献１や特許文献２に示されるように物理的な分析手法も提案されている。
【特許文献１】特開２００２−７１５８５号公報
【特許文献２】特開２００３−２９４６１７号公報
【０００３】
また、最近では、土壌中のガスを採取してそれに含まれる各種のガス濃度をその場で直ちに計測し得るポータブルなハンディタイプの測定器も開発され、そのような測定器を用いて現地にて土壌ガスを採取して土壌ガス中の石油系炭化水素の成分の濃度を計測し、それを指標として石油系の油分による汚染を調査することも行われるようになってきている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のように土壌汚染の調査のためにボーリングによって土壌試料を採取することは、ボーリングのために多大な手間と費用を要するばかりでなく、調査対象領域の状況によってはボーリングを行うことが困難であったり大きな制約を受ける場合がある。たとえば、調査対象領域が製油所内や油槽所内である場合にはボーリングに伴う火気の使用は厳しく制限されるし、工場等の場合にはボーリングマシンや他の重機を設置するための充分な作業スペースを確保できなかったり、操業時間内での作業が制限されることも多い。また、ボーリングによる土壌サンプルの採取にしても、土壌中の油分による汚染により、より深部の土壌が汚染され、その場の汚染の状況を正確に表すことが不可能な場合も存在する。
【０００５】
一方、上記のようなポータブルな測定器による場合には、ボーリングによって試料を採取する場合に比較すれば遙かに簡易に調査を行い得るものであり、特に土壌表層部の汚染状況を調査する際には土壌ガスを吸引するための吸引管を土壌表層部に差し込むだけで良いので極めて簡単ではある。しかし、この種の測定器により土中の深部における汚染状況を調査しようとすると、深部からの土壌ガスを採取する必要があることから土中に深い穿孔を形成して吸引管を地中深くまで差し込まねばならず、そのためにはボーリングによって土壌試料を採取するほどではないにしろ、それなりの準備作業と面倒な手間が必要となり、必ずしも簡易に行えるものでもない。
【０００６】
以上のように、従来においては油分による土壌汚染の調査は容易に行えるものではないことから、より簡易な調査方法の開発が急務とされており、特に土壌表層部のみならず土中の深部における汚染状況をも簡易に調査し得る有効適切な手法の開発が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、油分等の有機性化合物により汚染された土壌では微生物が土壌中の酸素を利用して有機性化合物を分解して炭酸ガスを発生することから、汚染土壌では非汚染土壌に較べて土壌中の炭酸ガス濃度が高まるという現象が生じ、その結果、土壌中の有機性化合物の濃度と炭酸ガス濃度との間には有意な相関関係があることを見いだした。しかも、土壌表層部での炭酸ガス濃度は深部における有機性化合物濃度とも相関があって、表層部での炭酸ガス濃度は表層部の有機性化合物濃度のみならず深部での有機性化合物濃度をも同時に反映するものであり、したがって土壌表層部の炭酸ガス濃度を測定することのみで深部における汚染状況をも把握できることを見いだした。
【０００８】
上記の知見に基づき、本発明は油分等の有機性化合物による土壌汚染を調査するに際して、土壌表層部における炭酸ガス濃度を測定し、その測定値に基づいて油分等の有機性化合物による汚染状況を推定するようにしたものである。本発明が対象とする汚染物質は油分だけにとどまらず、トリクロロエチレン等の有機塩素化合物や、フェノール、その他、微生物が分解し得る全ての有機性化合物に適用可能である。
【０００９】
本発明においては、表層部における炭酸ガスの濃度測定手法は何等限定されず、また、測定した炭酸ガス濃度に基づく汚染状況の推定手法も適宜で良いが、具体的な手法としては、調査対象領域の各地点において土壌表層部に吸入管を差し込み、吸入管を通して土壌表層部から土壌ガスを採取してその炭酸ガス濃度を測定することが現実的であり、それにより得た炭酸ガス濃度分布を解析することにより調査対象領域における汚染状況、すなわち汚染源の位置や汚染の程度、範囲等を推定すれば良い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、土壌中の有機性化合物を直接検出したりその濃度を直接測定することなく、単に土壌表層部の炭酸ガス濃度を測定することのみで、その測定地点における表層部のみならず深部における汚染状況を極めて容易に推定することが可能である。したがって本発明によれば、従来のようにボーリングにより土壌試料を採取したり、土中の深部から土壌ガスを採取するために深い穴を形成するような必要がなく、汚染調査を遙かに簡易かつ迅速に行うことが可能となる。
【００１１】
特に、土壌表層部の炭酸ガス濃度の測定はポータブルなハンディタイプの測定器を用いて土壌ガスを採取することで極めて簡単にしかも高精度で行うことが可能であるし、それにより得られる炭酸ガス濃度分布は汚染物質である油分等の有機性化合物の濃度分布をそのまま反映したものとなるので、その解析により汚染源の位置や汚染の程度、範囲といった汚染状況を迅速かつ的確に推定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の具体的な実施形態について説明する。上述したように本発明では汚染物質である油分等の有機性化合物（以下、油分等という）を直接的に検出したりその濃度を直接的に測定するのではなく、油分等による汚染に起因して土壌中で発生する炭酸ガスの濃度を表層部において測定し、それを指標として油分等による汚染状況を間接的に推定するものである。
【００１３】
具体的には、調査対象領域に適当数の調査ポイントを設定し、各ポイントにおいて土壌表層部の炭酸ガス濃度を測定する。炭酸ガス濃度の測定手法は特に限定されるものではなく公知の測定手法を採用可能であり、たとえば簡易な検知管によることでも良いが、上述したようなポータブルなハンディタイプの測定器により行うことも好ましい。
【００１４】
そのような測定器による場合には、地表部にたとえば直径１ｃｍ程度、長さ１０〜１００ｃｍ程度の管材（その管材としては塩ビ管、ヒューム管、ガラス管等が任意に採用可能である）を打ち込み、その内部に土壌ガスを吸引するための吸引管を挿入し、吸引管を通して土壌ガスをサンプリングして測定器に吸引すれば良く、それによりその場において土壌表層部における炭酸ガス濃度をリアルタイムでかつ高精度で測定することができ、極めて効率的である。
【００１５】
上記のようにして各ポイントで得た炭酸ガス濃度のデータから、調査対象領域全体の濃度分布図（コンター図）を作成する。そのような分布図は適宜のコンピュータソフトを使用してデータ処理することで容易に作成することができるし、適宜のグラフィックソフトによる３Ｄマッピングにより３次元の分布図も容易に作成することもできる。
【００１６】
そのような分布図を作成すればそれがそのまま汚染状況を反映したものとなり、それにより調査対象領域全体の汚染状況を視覚的かつ直観的に把握することが可能である。つまり、炭酸ガス濃度が高いポイントほど油分等の濃度が高くなっていて汚染の程度が高く、炭酸ガス濃度が低いポイントでは油分等の濃度は低くあまり汚染されていないと推定することができるので、汚染源の位置や汚染の程度、範囲といった汚染状況を迅速かつ的確に推定することができる。しかも、そのような汚染状況は、炭酸ガス濃度を測定した表層部のみならず深部の汚染状況も同時に反映しているものと考えられる。
【００１７】
土壌中の炭酸ガス濃度が油分等による汚染状況を反映する理由は、土壌中の油分等の濃度が高ければ高いほど微生物による油分等の分解作用が顕著に生じて、それによる炭酸ガスの発生速度や発生量も油分等の濃度に応じて多くなるためであり、しかも、炭酸ガスは土壌中においても優れた水溶性や流動性を有するものであることから、土中の深部での分解作用により発生した炭酸ガスも表層部での測定結果に影響を与えるためと考えられる。なお、微生物による分解が進んで油分等の濃度が低下すればそれに伴って炭酸ガスの発生速度や発生量も低下していくから、炭酸ガス濃度の測定結果はその測定時点の油分等の濃度、すなわちその時点の汚染状況を反映するものと考えられる。
【００１８】
以下、本発明の調査方法による具体的な調査事例を示す。図１〜図４はＡ重油による土壌汚染調査を行った場合の第１事例であって、図１（ａ）は調査対象領域の各ポイントで測定した表層部の炭酸ガス（ＣＯ２）の濃度分布図、同図（ｂ）は比較のために測定した各ポイントにおける表層部の石油系炭化水素（ＴＰ）の濃度分布図である。それら炭酸ガスおよびＴＰの濃度測定はいずれも上述のハンディタイプの測定器により行ったものである。また、図２（ａ）、（ｂ）、図３（ａ）は、各ポイントの各深度における実際の油分濃度の測定結果を示すものである。油分濃度の測定は、各ポイントにおいてボーリングによって各深度（ＧＬ−０.４ｍ、１.５ｍ、２.０ｍの３点）から土壌試料を採取し、溶剤抽出による化学的分析手法により測定したものである。また、図３（ｂ）は、各深度の油分濃度を合算したものを全深度濃度としてその地点の代表値として示したものである。図４は表層部の炭酸ガス濃度と各深度の油分濃度をそれぞれ立体的に示した３次元分布図である。図中の単位はＰＰＭである。
【００１９】
これらの分布図から、表層部でのＴＰの濃度分布は表層部での実際の油分濃度を反映しているといえるが、これには深部における油分濃度は殆ど反映されていないことが分かる。つまり、従来のＴＰの濃度測定によることではその測定深度における汚染状況を推定できるに過ぎず、それ以外の深度での汚染状況は推定できるものではない。それ故に、従来におけるＴＰの測定による調査手法では、各深度における汚染状況を推定するためには各深度においてＴＰ濃度を測定する必要があり、当然に土中の深部での汚染状況を推定するためには土中に深い穿孔を形成して深部から土壌ガスを採取する必要があったのである。
【００２０】
それに対し、表層部での炭酸ガスの濃度分布は、図４に示す３次元分布図に明確に示されているように表層部のみならず各深度の油分濃度をも同時に反映したものとなっており、これは各深度の油分濃度を合算した全深度油分を反映したものと見なすことができるものとなっている。つまり、本発明では表層部での炭酸ガス濃度を測定することのみで、その地点の全深度における汚染状況を概括的に推定することができるのであり、それ故に、深部での汚染状況を推定する場合であっても深部での炭酸ガス濃度を直接測定する必要はなく、単に表層部での濃度測定を行うことで足りるのである。
【００２１】
図５〜図９は潤滑油による土壌汚染調査を行った場合の第２事例を示すものであり、図１０〜図１４はＣ重油による土壌汚染調査を行った場合の第３事例を示すものであり、いずれも実際の油分の濃度測定を各地点で４点づつ（ＧＬ−０.２ｍ、０.５ｍ、１.０ｍ、２.０ｍ）としたこと以外は上記の第１事例と同様に行ったものである。これら第２〜第３事例の場合も、上記の第１事例の場合と全く同様に、表層部での炭酸ガス濃度分布のみから全深度の油分濃度、つまり、その地点における汚染状況を概括的に推定することができるという好結果が得られている。
【００２２】
なお、上記の第１事例における調査対象領域の土質は通気性の低いシルト層であり、第２〜第３事例における調査対象領域の土質は通気性の高い砂質であるが、いずれも同様の結果が得られていることから、土質は調査結果に大きな影響を及ぼすものではないと考えられる。
【００２３】
以上で説明したように、本発明によれば、単に表層部の炭酸ガス濃度を測定することのみで、その時点におけるその地点の全深度の汚染状況を概括的に推定することが可能であり、したがってボーリングによる試料の採取や深部からの土壌ガスの採取といった面倒な手間が不要であることから、従来においては汚染調査が困難であった条件下においても簡易かつ迅速に調査を行うことが可能となり、極めて有効である。
【００２４】
但し、本発明では、表層部の炭酸ガス濃度の測定のみでその地点の深部も含めた概括的な汚染状況を把握できる反面、特定の深度の局所的な汚染状況を精度良く推定する必要がある場合には適さないともいえる。したがって、そのような調査が必要な場合には他の調査手法を併用すると良く、たとえば上記各事例において比較のために実施したＴＰ（石油系炭化水素）の濃度測定を特定の深度に対して実施すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の調査方法による第１事例を示す図であって、（ａ）は表層部の炭酸ガス濃度の分布図、（ｂ）は表層部の石油系炭化水素濃度の分布図である。
【図２】同、各深度における実際の油分濃度の分布図である。
【図３】同、各深度における実際の油分濃度、および全深度の油分濃度の分布図である。
【図４】同、炭酸ガス濃度と各深度の油分濃度の３次元分布図である。
【図５】本発明の調査方法による第２事例を示す図であって、（ａ）は表層部の炭酸ガス濃度の分布図、（ｂ）は表層部の石油系炭化水素濃度の分布図である。
【図６】同、各深度における実際の油分濃度の分布図である。
【図７】同、各深度における実際の油分濃度の分布図である。
【図８】同、全深度の油分濃度の分布図である。
【図９】同、炭酸ガス濃度と各深度の油分濃度の３次元分布図である。
【図１０】本発明の調査方法による第３事例を示す図であって、（ａ）は表層部の炭酸ガス濃度の分布図、（ｂ）は表層部の石油系炭化水素濃度の分布図である。
【図１１】同、各深度における実際の油分濃度の分布図である。
【図１２】同、各深度における実際の油分濃度の分布図である。
【図１３】同、全深度の油分濃度の分布図である。
【図１４】同、炭酸ガス濃度と各深度の油分濃度の３次元分布図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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